Читать книгу "Вселенная в вопросах и ответах - Владимир Сурдин"

2.7. Круги на небе

Какой из небесных кругов все светила пересекают дважды в сутки? А могут ли светила пересекать его трижды в сутки?

2.8. Масштаб изображения

Фокусное расстояние объектива астрографа F = 3 м. Угловое расстояние между двумя звездами на небе α = 5′ (т. е. 5 угловых минут). Каково расстояние между изображениями этих звезд в фокальной плоскости астрографа?

2.9. Миллион снимков «Хаббла»

Космический телескоп «Хаббл» начал работать на околоземной орбите в 1990 г., а в 2011 г. произвел свое миллионное наблюдение. Оцените среднюю продолжительность одной экспозиции.

2.10. Ртутный телескоп

В замечательной книге Вильяма Сибрука «Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории» в главе 10 описано одно из изобретений знаменитого оптика:

Изобретенный Вудом так называемый ртутный телескоп — вращающийся плоский сосуд со ртутью на дне колодца — был одним из самых бесполезных и сенсационных его произведений. Он был основан на том, что поверхность ртути во вращающемся сосуде принимает форму параболоида. Блюдо со ртутью было установлено на дне колодца под коровником, и в потолке над ним было пробито отверстие. Сосуд медленно вращался электромотором, а наблюдатель над колодцем наблюдал через окуляр увеличенные отраженные изображения звезд и планет, проходивших через зенит…

Необходимы были крайние ухищрения, чтобы обеспечить равномерное вращение сосуда со ртутью, так как малейший толчок вызывал рябь на ее поверхности, искажавшую изображение в зеркале. Вуд блестяще разрешил задачу, подвесив сосуд в независимо вращающемся кольце, приводимом в движение электромотором и связанном с сосудом со ртутью только тонкими резиновыми полосками. Таким образом, сосуд вращался, но колебания мотора ему не передавались. Фокусное расстояние инструмента можно было изменять от четырех до четырнадцати футов простым изменением числа оборотов мотора. Стоя на краю колодца и смотря вниз, можно было видеть изображения звезд, по яркости похожих на отдаленные электрические лампы, «висящими в воздухе» у отверстия колодца, — особенно замечательное зрелище, когда большое скопление звезд в созвездии Геркулеса проходило через зенит.

27 августа 1908 г. «Нью-Йорк Таймс» посвятила всю заглавную страницу своего второго отдела щедро иллюстрированному очерку под заглавием:

НОВАЯ ИДЕЯ ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ЗВЕЗД.

Вуд из Университета Джона Гопкинса работает в Ист Хэмптоне с телескопом, в котором нет никаких линз.

В воскресенье 11 апреля 1909 г. балтиморская «Сан» поместила еще более сногсшибательное описание на первой странице… Заголовки были столь же замечательны:

Новый телескоп раскроет загадку Вселенной. Населен ли Марс?

РТУТНОЕ ЗЕРКАЛО, ИЗОБРЕТЕННОЕ ГЕНИЕМ ИЗ БАЛТИМОРЫ, ПРИБЛИЖАЕТ ЛУНУ К ЗЕМЛЕ ДО НЕСКОЛЬКИХ МИЛЬ

Вопрос: на какой географической широте располагалась лаборатория (коровник) Роберта Вуда? Насколько правдивы были заголовки газет?

2.11. На мысе Доброй Надежды

В книге Франсуа Араго «Общепонятная астрономия» (СПб: 1861, т. 3, кн. 21, с. 315) обсуждается отражательная способность лунной поверхности:

Вот наблюдение сэра Джона Гершеля, прямо идущее к цели моих объяснений. «Находясь на мысе Доброй Надежды, — говорит знаменитый астроном, — я часто сравнивал вертикальную сторону Столовой горы, освещенную восходящим Солнцем, с полною Луною, скрывавшеюся сзади горы, и такова была тождественность блеска светила и каменной породы [sandstone], что я не мог различать их друг от друга. А если мне станут возражать, что каменная порода наблюдалась мною вблизи, а Луна весьма издалека, то я припомню, что, по несомненным оптическим законам, порода сохранила бы тот же самый блеск на всяком расстоянии».

Вопрос: каково должно быть положение на небе Луны и Солнца, чтобы проведенное Гершелем сравнение давало точный результат?

2.12. Поиск планет у Солнца — 1

Может ли астроном, живущий в системе α Кентавра и обладающий теми же возможностями, что и астрономы Земли, заметить в телескоп планеты Солнечной системы?

2.13. Поиск планет у Солнца — 2

Если наши «братья по разуму» с соседней звезды измеряют лучевую скорость Солнца с точностью 10 м/с, то смогут ли они заметить существование у Солнца планетной системы?

2.14. Поиск планет у Солнца — 3

Если жители планеты у звезды α Кентавра систематически измеряют положение Солнца с точностью 0,01″, то смогут ли они заметить колебания в движении Солнца, вызванные обращением вокруг него планет Солнечной системы? Параллакс α Cen составляет p = 0,751″.

2.15. Снимок издалека

С какого расстояния сделано это фото?

2.16. Наблюдаем Марс

В книге Камиля Фламмариона «Живописная астрономия» обсуждаются условия видимости Марса в эпоху великого противостояния:

Так как середина лета в южном полушарии Марса случается в эпоху прохождения его через перигелий, то именно это полушарие лучше всего бывает видно для нас, и его-то мы и наблюдаем в то время, когда планета находится в наименьшем расстоянии от нас. Отсюда понятно, что южное полушарие планеты мы знаем гораздо лучше, чем северное. Пройдут многие тысячелетия, прежде чем северный полюс Марса можно будет увидеть с Земли даже на таком расстоянии, как половина расстояния Земли от Солнца, т. е. 75 млн км.

Что имел в виду Фламмарион, утверждая, что через тысячи лет земным астрономам станет удобнее наблюдать северное полушарие Марса?

2.17. Свеча на Луне

С расстояния в 1 км обычная восковая свеча выглядит как звезда 8,25m. Сможет ли космический телескоп «Хаббл», движущийся по орбите высотой 570 км над поверхностью Земли, заметить свечу, зажженную ночью на земной поверхности. А на Луне? («Хаббл» при съемке с короткой экспозицией фиксирует точечные источники с минимальным блеском 26m, а при длительном накоплении света — до 30m.)

2.18. «Модные» телескопы

Почему «мода» на телескопы-рефракторы, продержавшаяся три столетия, сменилась в XX в. «модой» на телескопы-рефлекторы?

2.19. Мира Кита

На рисунке показана кривая блеска (в звездных величинах) переменной звезды Мира Кита (ο Cet), полученная по наблюдениям астрономов многих стран за 60 лет. Почему в некоторых местах этой кривой отсутствуют наблюдательные точки?